论文部分内容阅读
随着城市交通量大量增长,地铁成为解决交通堵塞的一个有效的手段,目前我国已经有大量城市开通地铁或者正在进行地铁建设了。同时,城市的地面发展也是快速发展,不可避免的出现大量在地铁隧道上建设的基坑工程。上方的基坑和下方的既有隧道相互影响,基坑开挖必然对既有下方地铁盾构隧道造成影响,将会影响到地铁的安全运营。目前,关于基坑开挖对既有下方地铁盾构隧道变形的影响研究还不够完善,本文采用有限元软件Midas/GTS进行数值模拟的方法,研究基坑开挖对下方隧道造成变形的规律。本文主要做了以下工作:(1)介绍了本文的研究背景,总结了关于基坑开挖对下卧既有盾构隧道变形影响的研究现状,提出了本文的研究方法和解决的问题。(2)分析了基坑开挖引起土体变形的机理,总结归纳了基坑开挖引起的周围土压力计算方法、基坑隆起的回弹量计算方法、残余应力的计算方法以及基坑变形的影响因素;总结了基于弹性地基梁理论的基坑开挖对下卧隧道的变形计算方法,给出了下卧隧道的附加应力、竖向变形、扰度、弯矩、转角以及剪力的计算方法和解析解。(3)通过Midas/GTS的数值模拟分析,对基坑开挖过程造成隧道变形影响进行模拟分析,分别对各施工阶段、不同基坑尺寸、不同基坑与隧道相对位置、不同基坑开挖方法、不同工程地质条件对隧道的变形影响进行分析。分析结果表明:隧道的位移以竖向位移为主,变形最大处出现在基坑开挖至底部时;基坑宽度、垂直距离、轴线相对距离对隧道变形影响显著,呈线性关系;垂直距离、轴线相对距离对隧道水平位移影响不大;基坑沿隧道纵向的长度对隧道变形影响不大;基坑的支护和支撑结构能减小隧道的变形;基坑分块开挖能减小隧道的最大竖向位移,在底板浇筑前,能缩短隧道最大变形的暴露时间;工程地质条件对隧道变形有显著影响,地质条件越差,隧道产生的变形越大。(4)总结归纳了在既有下卧隧道的基坑开挖工程保护措施和工程监测技术。